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- EMDB-49340: Cryo-EM map of the Pyrococcus furiosus SHI complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-49340
タイトルCryo-EM map of the Pyrococcus furiosus SHI complex
マップデータ
試料
  • 複合体: Quaternary complex of the Pfu SHI complex
    • タンパク質・ペプチド: Sulfhydrogenase 1 subunit delta
    • タンパク質・ペプチド: Sulfhydrogenase 1 subunit beta
    • タンパク質・ペプチド: Sulfhydrogenase 1 subunit gamma
    • タンパク質・ペプチド: Sulfhydrogenase 1 subunit alpha
  • リガンド: IRON/SULFUR CLUSTER
  • リガンド: FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER
  • リガンド: FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE
  • リガンド: formyl[bis(hydrocyanato-1kappaC)]ironnickel(Fe-Ni)
キーワードhydrogen production / [NiFe] hydrogenase / cryo-EM structure / electron transport
機能・相同性
機能・相同性情報


sulfhydrogenase / sulfur reductase activity / hydrogen dehydrogenase (NADP+) / hydrogen dehydrogenase (NADP+) activity / [Ni-Fe] hydrogenase complex / pyrimidine nucleotide biosynthetic process / ferredoxin hydrogenase activity / 3 iron, 4 sulfur cluster binding / nickel cation binding / 2 iron, 2 sulfur cluster binding ...sulfhydrogenase / sulfur reductase activity / hydrogen dehydrogenase (NADP+) / hydrogen dehydrogenase (NADP+) activity / [Ni-Fe] hydrogenase complex / pyrimidine nucleotide biosynthetic process / ferredoxin hydrogenase activity / 3 iron, 4 sulfur cluster binding / nickel cation binding / 2 iron, 2 sulfur cluster binding / flavin adenine dinucleotide binding / 4 iron, 4 sulfur cluster binding / metal ion binding / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
: / : / : / 4Fe-4S dicluster domain / : / Dihydroorotate dehydrogenase, electron transfer subunit, Fe-S binding domain superfamily / Cytochrome-c3 hydrogenase, gamma subunit / Dihydroorotate dehydrogenase, electron transfer subunit, iron-sulphur cluster binding domain / : / Iron-sulfur cluster binding domain of dihydroorotate dehydrogenase B ...: / : / : / 4Fe-4S dicluster domain / : / Dihydroorotate dehydrogenase, electron transfer subunit, Fe-S binding domain superfamily / Cytochrome-c3 hydrogenase, gamma subunit / Dihydroorotate dehydrogenase, electron transfer subunit, iron-sulphur cluster binding domain / : / Iron-sulfur cluster binding domain of dihydroorotate dehydrogenase B / : / Flavoprotein pyridine nucleotide cytochrome reductase-like, FAD-binding domain / Oxidoreductase FAD-binding domain / [NiFe]-hydrogenase, small subunit, N-terminal domain superfamily / Alpha-helical ferredoxin / Nickel-dependent hydrogenases large subunit signature 2. / Nickel-dependent hydrogenase, large subunit, nickel binding site / Nickel-dependent hydrogenase, large subunit / Nickel-dependent hydrogenase / NADH:ubiquinone oxidoreductase-like, 20kDa subunit / NADH ubiquinone oxidoreductase, 20 Kd subunit / [NiFe]-hydrogenase, large subunit / Oxidoreductase FAD/NAD(P)-binding / Oxidoreductase NAD-binding domain / 4Fe-4S ferredoxin, iron-sulphur binding, conserved site / 4Fe-4S ferredoxin-type iron-sulfur binding region signature. / FAD-binding domain, ferredoxin reductase-type / Ferredoxin-NADP reductase (FNR), nucleotide-binding domain / Ferredoxin reductase-type FAD binding domain profile. / Riboflavin synthase-like beta-barrel / 4Fe-4S ferredoxin-type iron-sulfur binding domain profile. / 4Fe-4S ferredoxin-type, iron-sulphur binding domain
類似検索 - ドメイン・相同性
Sulfhydrogenase 1 subunit delta / Sulfhydrogenase 1 subunit alpha / Sulfhydrogenase 1 subunit gamma / Sulfhydrogenase 1 subunit beta
類似検索 - 構成要素
生物種Pyrococcus furiosus (古細菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.47 Å
データ登録者Xiao X / Li H
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
Department of Energy (DOE, United States) 米国
引用ジャーナル: Structure / 年: 2025
タイトル: Structural insights into the biotechnologically relevant reversible NADPH-oxidizing NiFe-hydrogenase from P.furiosus.
著者: Xiansha Xiao / Gerrit J Schut / Xiang Feng / Patrick M McTernan / Dominik K Haja / William N Lanzilotta / Michael W W Adams / Huilin Li /
要旨: The cytoplasmic hydrogenase I (SHI) from the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus furiosus belongs to the group III hydrogenase family. SHI oxidizes NADPH rather than NADH to reduce protons and ...The cytoplasmic hydrogenase I (SHI) from the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus furiosus belongs to the group III hydrogenase family. SHI oxidizes NADPH rather than NADH to reduce protons and evolve hydrogen gas, and because of this property, coupled with its high thermal stability, the enzyme holds great potential for economical hydrogen production. Despite decades of efforts, the SHI structure has remained unknown. Here, we report the cryoelectron microscopic (cryo-EM) structures of the heterotetrameric SHI holoenzyme (αδβγ). SHI is a symmetric dimer of two individually functional heterotetramers. SHI-αδ resembles the standard [NiFe] hydrogenase, and SHI-βγ function as the NADPH oxidoreductase. SHI-β contains three [4Fe-4S] clusters that relay electrons from NADPH in SHI-γ to the catalytic [NiFe] cluster in SHI-αδ for H production. These structures will guide the adaptation of this unique enzyme for biotechnological applications.
履歴
登録2025年2月20日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年7月9日-
マップ公開2025年7月9日-
更新2025年7月9日-
現状2025年7月9日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_49340.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_49340.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 216 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.83 Å/pix.
x 384 pix.
= 317.952 Å		0.83 Å/pix.
x 384 pix.
= 317.952 Å		0.83 Å/pix.
x 384 pix.
= 317.952 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.828 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.7
最小 - 最大-0.12025969 - 15.794306000000001
平均 (標準偏差)-0.043222826 (±0.44182864)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ384384384
Spacing384384384
セルA=B=C: 317.952 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: #2

ファイルemd_49340_half_map_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: #1

ファイルemd_49340_half_map_2.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : Quaternary complex of the Pfu SHI complex

全体名称: Quaternary complex of the Pfu SHI complex
要素
  • 複合体: Quaternary complex of the Pfu SHI complex
    • タンパク質・ペプチド: Sulfhydrogenase 1 subunit delta
    • タンパク質・ペプチド: Sulfhydrogenase 1 subunit beta
    • タンパク質・ペプチド: Sulfhydrogenase 1 subunit gamma
    • タンパク質・ペプチド: Sulfhydrogenase 1 subunit alpha
  • リガンド: IRON/SULFUR CLUSTER
  • リガンド: FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER
  • リガンド: FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE
  • リガンド: formyl[bis(hydrocyanato-1kappaC)]ironnickel(Fe-Ni)

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超分子 #1: Quaternary complex of the Pfu SHI complex

超分子名称: Quaternary complex of the Pfu SHI complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#4
由来(天然)生物種: Pyrococcus furiosus (古細菌)

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分子 #1: Sulfhydrogenase 1 subunit delta

分子名称: Sulfhydrogenase 1 subunit delta / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: hydrogen dehydrogenase (NADP+)
由来(天然)生物種: Pyrococcus furiosus (古細菌)
分子量理論値: 29.269037 KDa
組換発現生物種: Pyrococcus furiosus (古細菌)
配列文字列: MGKVRIGFYA LTSCYGCQLQ LAMMDELLQL IPNAEIVCWF MIDRDSIEDE KVDIAFIEGS VSTEEEVELV KKIRENAKIV VAVGACAVQ GGVQSWSEKP LEELWKKVYG DAKVKFQPKK AEPVSKYIKV DYNIYGCPPE KKDFLYALGT FLIGSWPEDI D YPVCLECR ...文字列:
MGKVRIGFYA LTSCYGCQLQ LAMMDELLQL IPNAEIVCWF MIDRDSIEDE KVDIAFIEGS VSTEEEVELV KKIRENAKIV VAVGACAVQ GGVQSWSEKP LEELWKKVYG DAKVKFQPKK AEPVSKYIKV DYNIYGCPPE KKDFLYALGT FLIGSWPEDI D YPVCLECR LNGHPCILLE KGEPCLGPVT RAGCNARCPG FGVACIGCRG AIGYDVAWFD SLAKVFKEKG MTKEEIIERM KM FNGHDER VEKMVEKIFS GGEQ

UniProtKB: Sulfhydrogenase 1 subunit delta

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分子 #2: Sulfhydrogenase 1 subunit beta

分子名称: Sulfhydrogenase 1 subunit beta / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: sulfhydrogenase
由来(天然)生物種: Pyrococcus furiosus (古細菌)
分子量理論値: 43.464688 KDa
組換発現生物種: Pyrococcus furiosus (古細菌)
配列文字列: MRYVKLPKEN TYEFLERLKD WGKLYAPVKI SDKFYDFREI DDVRKIEFHY NRTIMPPKKF FFKPREKLFE FDISKPEYRE VIEEVEPFI IFGVHACDIY GLKILDTVYL DEFPDKYYKV RREKGIIIGI SCMPDEYCFC NLRETDFADD GFDLFFHELP D GWLVRVGT ...文字列:
MRYVKLPKEN TYEFLERLKD WGKLYAPVKI SDKFYDFREI DDVRKIEFHY NRTIMPPKKF FFKPREKLFE FDISKPEYRE VIEEVEPFI IFGVHACDIY GLKILDTVYL DEFPDKYYKV RREKGIIIGI SCMPDEYCFC NLRETDFADD GFDLFFHELP D GWLVRVGT PTGHRLVDKN IKLFEEVTDK DICAFRDFEK RRQQAFKYHE DWGNLRYLLE LEMEHPMWDE EADKCLACGI CN TTCPTCR CYEVQDIVNL DGVTGYRERR WDSCQFRSHG LVAGGHNFRP TKKDRFRNRY LCKNAYNEKL GLSYCVGCGR CTA FCPANI SFVGNLRRIL GLEENKCPPT VSEEIPKRGF AYSSNIRGDG V

UniProtKB: Sulfhydrogenase 1 subunit beta

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分子 #3: Sulfhydrogenase 1 subunit gamma

分子名称: Sulfhydrogenase 1 subunit gamma / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: sulfhydrogenase
由来(天然)生物種: Pyrococcus furiosus (古細菌)
分子量理論値: 33.093527 KDa
組換発現生物種: Pyrococcus furiosus (古細菌)
配列文字列: MMLPKEIMMP NDNPYALHRV KVLKVYSLTE TEKLFLFRFE DPELAEKWTF KPGQFVQLTI PGVGEVPISI CSSPMRKGFF ELCIRKAGR VTTVVHRLKP GDTVLVRGPY GNGFPVDEWE GMDLLLIAAG LGTAPLRSVF LYAMDNRWKY GNITFINTAR Y GKDLLFYK ...文字列:
MMLPKEIMMP NDNPYALHRV KVLKVYSLTE TEKLFLFRFE DPELAEKWTF KPGQFVQLTI PGVGEVPISI CSSPMRKGFF ELCIRKAGR VTTVVHRLKP GDTVLVRGPY GNGFPVDEWE GMDLLLIAAG LGTAPLRSVF LYAMDNRWKY GNITFINTAR Y GKDLLFYK ELEAMKDLAE AENVKIIQSV TRDPNWPGLK GRPQQFIVEA NTNPKNTAVA ICGPPRMYKS VFEALINYGY RP ENIFVTL ERRMKCGIGK CGHCNVGTST SWKYICKDGP VFTYFDIVST PGLLD

UniProtKB: Sulfhydrogenase 1 subunit gamma

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分子 #4: Sulfhydrogenase 1 subunit alpha

分子名称: Sulfhydrogenase 1 subunit alpha / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO / EC番号: hydrogen dehydrogenase (NADP+)
由来(天然)生物種: Pyrococcus furiosus (古細菌)
分子量理論値: 48.381871 KDa
組換発現生物種: Pyrococcus furiosus (古細菌)
配列文字列: MKNLYLPITI DHIARVEGKG GVEIIIGDDG VKEVKLNIIE GPRFFEAITI GKKLEEALAI YPRICSFCSA AHKLTALEAA EKAVGFVPR EEIQALREVL YIGDMIESHA LHLYLLVLPD YRGYSSPLKM VNEYKREIEI ALKLKNLGTW MMDILGSRAI H QENAVLGG ...文字列:
MKNLYLPITI DHIARVEGKG GVEIIIGDDG VKEVKLNIIE GPRFFEAITI GKKLEEALAI YPRICSFCSA AHKLTALEAA EKAVGFVPR EEIQALREVL YIGDMIESHA LHLYLLVLPD YRGYSSPLKM VNEYKREIEI ALKLKNLGTW MMDILGSRAI H QENAVLGG FGKLPEKSVL EKMKAELREA LPLAEYTFEL FAKLEQYSEV EGPITHLAVK PRGDAYGIYG DYIKASDGEE FP SEKYRDY IKEFVVEHSF AKHSHYKGRP FMVGAISRVI NNADLLYGKA KELYEANKDL LKGTNPFANN LAQALEIVYF IER AIDLLD EALAKWPIKP RDEVEIKDGF GVSTTEAPRG ILVYALKVEN GRVSYADIIT PTAFNLAMME EHVRMMAEKH YNDD PERLK ILAEMVVRAY DPCISCSVHV VRL

UniProtKB: Sulfhydrogenase 1 subunit alpha

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分子 #5: IRON/SULFUR CLUSTER

分子名称: IRON/SULFUR CLUSTER / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 14 / 式: SF4
分子量理論値: 351.64 Da
Chemical component information

ChemComp-FS1:
IRON/SULFUR CLUSTER / 一硫化鉄

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分子 #6: FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER

分子名称: FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 2 / 式: FES
分子量理論値: 175.82 Da
Chemical component information

ChemComp-FES:
FE2/S2 (INORGANIC) CLUSTER

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分子 #7: FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE

分子名称: FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 2 / 式: FAD
分子量理論値: 785.55 Da
Chemical component information

ChemComp-FAD:
FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE / FAD / FAD*YM

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分子 #8: formyl[bis(hydrocyanato-1kappaC)]ironnickel(Fe-Ni)

分子名称: formyl[bis(hydrocyanato-1kappaC)]ironnickel(Fe-Ni) / タイプ: ligand / ID: 8 / コピー数: 2 / 式: NFU
分子量理論値: 195.591 Da
Chemical component information

ChemComp-NFU:
formyl[bis(hydrocyanato-1kappaC)]ironnickel(Fe-Ni)

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

濃度2 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
グリッドモデル: Quantifoil R2/1 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 283.15 K / 装置: FEI VITROBOT MARK II

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS KRIOS
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 実像数: 17901 / 平均露光時間: 1.5 sec. / 平均電子線量: 60.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 100.0 µm / 倍率（補正後）: 105000 / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 1.8 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.3 µm
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

粒子像選択選択した数: 1640273
CTF補正ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.47 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / 使用した粒子像数: 110211
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
最終 3次元分類ソフトウェア - 名称: cryoSPARC
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

初期モデルChain - Source name: AlphaFold / Chain - Initial model type: in silico model
精密化プロトコル: AB INITIO MODEL
得られたモデル

PDB-9nez:
Structure of the Pyrococcus furiosus SHI complex

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万見について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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万見 (Yorodumi)

幾万の構造データを、幾万の視点から

  • 万見(Yorodumi)は、EMDB/PDB/SASBDBなどの構造データを閲覧するためのページです。
  • EM Navigatorの詳細ページの後継、Omokage検索のフロントエンドも兼ねています。

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 3つのデータバンクの比較 / 万見検索 / 2016年8月31日: 新しいEM Navigatorと万見 / 万見文献 / Jmol/JSmol / 機能・相同性情報 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

他の情報も見る